내과계 중환자의 계획된 발관 후 재삽관 위험예측도구 개발 = Development and Validation of a Risk Prediction Tool for Reintubation Following Planned Extubation in Medical ICU Patients

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This methodological study aimed to identify the risk factors for reintubation within 72 hours following planned extubation in medical intensive care unit (ICU) patients and to develop and validate a prediction tool specialized for medical ICU patients. The study included 609 adult medical ICU patients at a tertiary hospital in Korea who had undergone endotracheal intubation for more than 24 hours, successfully passed the ABC trials, and subsequently underwent planned extubation. Based on retrospective electronic medical record data (January 2022–December 2024), 305 patients were randomly assigned to the development group and 304 to the validation group using stratified randomization.
The study proceeded in five stages: (1) concept definition and item generation; (2) content validity evaluation by an expert panel (S-CVI = 0.95) and categorization ; (3) logistic regression analysis in the development group (n=305) to identify independent risk factors and develop the Prediction of ReIntubation in MEdical ICU patients (PRIME) score; (4) validity testing in the validation group (n=304) to assess sensitivity, specificity, positive/negative predictive values, and hypothesis testing; and (5) final score structure confirmation through Decision Curve Analysis (DCA). Multivariable logistic regression identified underweight (OR=2.34, p=.031), prolonged mechanical ventilation (≥10 days) (OR=2.76, p=.030), and hypoalbuminemia (<2.70 g/dL) (OR=2.04, p=.022) as significant predictors of reintubation. Considering clinical relevance, admission from a general ward (OR=1.84, p=.063), severe RASS (OR=2.58, p=.073), ABGA-pH acidosis (OR=2.72, p=.155), and ABGA-pH alkalosis (OR=1.91, p=.086) were also included in the final model. The PRIME score showed an AUROC of 0.71 (95% CI: 0.63–0.79) in the development group. In the validation group, using a cut-off score of ≥1 point, sensitivity was 60.6%, specificity 57.5%, positive predictive value 31.1%, and negative predictive value 82.2%. DCA demonstrated clinical usefulness within threshold probabilities of 0.15–0.30, with the optimal threshold of 0.25 aligning with the ROC-based cutoff point, confirming its appropriateness. The PRIME score provides a simple and explainable tool for objectively assessing the risk of reintubation before extubation in medical ICU patients. It can assist clinicians in early identification of high-risk patients and timely implementation of preventive interventions. Further multicenter prospective studies are needed to validate its external applicability and to establish post-extubation management protocols suitable for nursing practice.
Keywords: medical intensive care unit, mechanical ventilation, planned extubation, reintubation, risk prediction tool

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 내과계 중환자를 대상으로 계획된 발관 후 72시간 이내에 발생하는 재 삽관의 위험요인을 규명하고, 이를 기반으로 내과계 환자에 특화된 재삽관 위험예 측도구를 개발·검증한 방법론적 연구이다. 연구대상은 국내 일개 상급종합병원 내과 계 성인 중환자 중 24시간 이상 기도삽관을 유지한 후 ABC trials를 통과하여 계 획적으로 발관을 시행한 609명이었다. 후향적 전자의무기록(2022.01–2024.12) 분 석으로 총 609명 중 305명은 도구개발군, 304명은 도구검증군으로 층화 무작위 배 정하였다. 연구는 다음 5단계 절차로 수행되었다. (1) 개념 정의 및 항목 개발, (2) 전문가 집단의 내용타당도 검증(S-CVI=0.95) 및 범주화, (3) 도구개발군(n=305)에서 로지 스틱 회귀분석을 시행하여 독립적 위험요인 확인 및 재삽관 위험예측도구 Prediction of ReIntubation in MEdical ICU patients(PRIME) score 개발, (4) 검 증군(n=304)에서 민감도·특이도·양성/음성예측도 확인 및 가설검정을 시행하여 도 구 타당도 검증, (5) 의사결정곡선분석을 통한 최종 점수체계 확정의 5단계로 수행 하였다. 로지스틱 회귀분석 결과, 재삽관의 유의한 위험요인으로 저체중 (OR=2.34,p=.031), 장기간 기계 환기(OR=2.76, p=.030), 저알부민혈증(OR=2.04, p=.022)이 확인되었고, 임상적 중요성과 모델 포괄성을 고려하여 일반병동에서의 중환자실 입원(OR=1.84, p=.063), Severe RASS(OR=2.58,p=.073), ABGA-pH(Acidosis)(OR=2.72, p=.155), ABGA-pH(Alkalosis)(OR=1.91, p=.086) 가 최종 모형에 포함되었다. PRIME score는 개발 단계에서 AUROC = 0.71(95% CI: 0.63–0.79)을 보였고, 검증군에서는 cut-off ≥1점에서 민감도 60.6%, 특이도 57.5%, 양성예측도 31.1%, 음성예측도 82.2%로 나타났다. 의사결정곡선분석에서 는 임계값 0.15–0.30 구간에서 임상적 유용성이 확인되었으며, 임계점 0.25에서 ROC curve를 기반으로 하여 설정한 Cut-off(1점)와 동일한 것으로 나타나 Cut-off의 적절성이 확인되었다. PRIME score는 내과계 중환자의 발관 전 재삽관 위험을 객관적으로 평가할 수 있는 간단하고 설명 가능한 도구로, 재삽관 위험 환자를 조기에 선별하여 적절한 중재를 적용하는 데 도움을 줄 수 있다. 추후 다기관 전향적 연구를 통해 본 도구 의 외부 타당도 검증과 발관 후 관리 프로토콜 개발이 요구된다.
주요어: 내과계 중환자, 기계 환기, 계획된 발관, 재삽관, 위험예측도구

목차 (Table of Contents)

• I. 서론 1
• 1. 연구의 필요성 1
• 2. 연구의 목적 4
• 3. 용어 정의 4
• II. 문헌고찰 6
• 1. 중환자의 계획된 발관 후 재삽관 6
• 2. 중환자의 계획된 발관 후 재삽관 위험요인 9
• 3. 중환자의 계획된 발관 후 재삽관 예측도구 13
• III. 연구 방법 17
• 1. 연구 설계 17
• 2. 연구 대상자 17
• 3. 연구 절차 20
• 가. 1단계: 개념 정의 및 항목 개발 21
• 나. 2단계: 내용 타당도 평가 및 범주화 21
• 다. 3단계: 위험요인 확인 및 도구 개발 22
• 라. 4단계: 개발된 도구의 타당도 검증 23
• 마. 5단계: 재삽관 위험예측도구 확정 24
• 4. 연구의 윤리적 고려 25
• IV. 연구 결과 26
• 1. 재삽관 위험요인 항목 개발 26
• 2. 내용 타당도 평가 및 범주화 27
• 3. 내과계 중환자의 계획된 발관 후 재삽관 위험예측도구 개발 32
• 가. 도구 개발군과 도구 검증군 동질성 검정 32
• 나. 내과계 중환자의 계획된 발관 후 재삽관 관련 요인 35
• 다. 내과계 중환자의 계획된 발관 후 재삽관 영향 요인 및 가중치 확인 38
• 라. 내과계 중환자의 계획된 발관 후 재삽관 위험예측도구 개발 40
• 4. 내과계 중환자의 계획된 발관 후 재삽관 위험예측도구 검증 41
• 가. 재삽관 위험예측도구의 정확도 41
• 나. 재삽관 위험예측도구의 예측타당도 44
• 다. 재삽관 위험예측도구의 가설검정 45
• 5. 내과계 중환자의 계획된 발관 후 재삽관 위험예측도구 확정 46
• V. 논의 49
• VI. 결론 및 제언 57
• 참고문헌 59
• Abstract(영문초록) 75
• Supplement 1. 다변량 점수화 도구 77
• Supplement 2. 재삽관 위험요인 선행연구 분석 79
• Supplement 3. 재삽관 위험요인 32개 항목: 선행연구 Heatmap 요약 93
• Supplement 4. 전문가 타당도 결과 95
• Supplement 5. 증례기록지 97
• Supplement 6. Items categorization 103